微量熱泳(MST)是一種分析生物分子的技術。微尺度熱泳是粒子在微觀的溫度梯度中的定向運動。生物分子結構/構象的變化引起的水化層的變化導致的沿溫度梯度運動的相對變化可以用來確定親和力。甚至像蛋白質磷酸化或小分子結合到靶標上都可以被監測。MST 也允許直接在溶液中測量分子間相互作用,而不需要一個固定的表面(無需固定)。微尺度熱泳(MST)是一種新的方法,可以定量分析溶液中微升的分子間的相互作用。MST是基于熱泳效應,即沿溫度梯度定向的分子運動。一個空間的溫度差ΔT導致分子濃度在溫度升高的地區的變化, 用Soret系數ST定義為:C熱/ C冷= EXP(-STΔT)。


MST是由總部設在慕尼黑的德國高科技公司NanoTemper技術有限公司發展出來的。
德國NanoTemper獨特的MST技術,可應用于:
l直接在生物溶液環境中測量任何(生物)分子間親和力(KD, 解離常數)
l研究血清、細胞裂解液或其它生物溶液對生物分子的作用,并且能夠分離出真正的結合過
l直接在細胞膜上研究膜結合蛋白
l研究溶液中酶活性、復合物形成、定向組裝過程的多組分反應或者生化成分
l使用熒光標記競爭物以無標記的方式獲得更大的篩選項目(“競爭性MST”)
l一個靶標上不同結合位點的區分
l研究酶動力學(vmax, kcat)
l研究化學計量學并確定生物分子結合位點的數目
l研究結合能量學ΔG (自由能), ΔH (焓) and ΔS (熵)
l直接測量或是在競爭性實驗中研究抑制物親和力Ki
實驗流程:
MST的實驗方法,避免了昂貴的樣品消耗和繁瑣的制備過程。相對于其他的已有的測量分子間相互作用的技術,MST結合毛細管使用大大降低所需的實驗成本,并且可以測量天然狀態環境中的生物分子間的相互作用。
熒光分子的濃度的保持不變而結合分子的濃度梯度增加。一個4ul的樣品量被填充在MST毛細血管,然后使用制造一個局部溫度梯度。由于標記分子在玻璃毛細管中的運動導致的區域熒光強度變化就會被觀測到。既可用標簽/螢光蛋白來發光(NT.115系統),也可以用色氨酸自發熒光來檢測(NT.LabelFree系統)。
熒光分子或顆粒最初是自由均勻分布的。在紅外激光照射下,分子收到熱泳動的作用力,而移出加熱區域,最后分子在熱泳動作用力和質量擴散作用力下達到平衡,形成穩定態。在關閉激光后,分子擴散重建均勻分布狀態。下圖顯示了該過程。



